第四章流域产流与汇流计算

涨洪和洪峰附近流量过程 部主体部分，常延续至后
主体部分
续洪水过程中
壤中流
地面径流
直接径流
快速壤中流 (地面径流)
慢速壤中流 地下径流 地下径流
1、流量过程线的分割
流量过程分割的主要目的是：
一是将非本次降雨形成的径流分割出去，求出本次洪水 的径流总量。
二是由于不同水源的水流运动规律不同，所以还需将本 次洪水径流总量划分为不同的水源。
时间 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
累积降雨 0
11.5 60.0 77.0 78.5 80.7
时段降雨 0
11.5 48.5 17.0 1.5 2.2
根据105站资料绘制 根据26站资料绘制
对一场降雨，对应某指定的历 时，变动起讫时间求得相应该历 时的最大平均降雨强度，并点绘 成曲线。该曲线反映降水的时间 变化特性。
雨强 48.5 32.8 25.7 19.6 16.1 13.4
对一场降雨，从降雨量等值线图的中心开始，分别量取 不同的等雨量线所包围的面积及该面积内的平均水深，并点 绘成曲线。该曲线反映降水的空间变化特性。
90
110
70
50
40
根据一场暴雨不同历时(如12h、24h、48h等)的等雨量
线图作出相应的平均雨深～面积曲线，并综合绘于同一张图 上，即得平均雨深～面积～历时曲线。简称时-面-深曲线。
无论产流计算还是汇流计算，基本思路都是：先从实 际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后，用 于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报 时，则由实际暴雨预报洪水。
4.2 流域降雨径流要素计算
一、流域降雨量 主要包括：流域平均雨量计算的各种途径；雨量过程线
的各种表现形式。 (1)降水特征的描述
时间 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
累积降雨 0
11.5 60.0 77.0 78.5 80.7
时段降雨 0
11.5 48.5 17.0 1.5 2.2
降水量(mm)
80 降雨强度与历时曲线
60
40
20
0 012345678 时间
历时 1 2 3 4 5 6
累积降雨 48.5 65.5 77.0 78.5 80.7 80.7
第四章 流域产汇与汇流计算
Computation of Runoff Generation and Concentration
4.1 概述 一、流域产汇流计算的基本概念
产流是指降雨量扣除损失量即为产流量。降雨损失 包括植物截留、下渗、填洼与蒸发，其中以下渗为主。 产流量是指降雨形成径流的那部分水量，以mm计。由 于各流域所处的地理位置不同和各次降雨特性的差异， 产流情况相当复杂。
（2）汇流计算：净雨沿着地面和地下汇入河网，然 后经河网汇流形成流域出口的径流过程，关于流域汇 流过程的计算称之为汇流计算。
降水
产流量
出口断面流量过程
产流计算
汇流计算
蒸发
产汇流计算流程简图
产流计算的方法因产流方式不同而异，分别有蓄满产 流方式和超渗产流方式的产流计算方法；汇流计算方法的 重点是时段单位线法和瞬时单位线法。
流域平均雨量计算公式： x 1 x 1 2 x 2 6 x 6
等雨量线法
90
110
70
A2
50
A4 A3
A1
40 A5
A6
总面积ΣA=(A1+A2+A3+A4+A5+A6) 各子块权重i =A i /ΣA x= Σ i x i
二、径流量 流域出口断面的流量过程线，除本次降雨形成的径流外，
汇流是指由降水形成的水流，从它产生的地点向流 域出口断面的汇集过程。全称流域汇流，是径流形成概 化过程的后一阶段。汇流可分为坡地汇流及河网汇流两 个子阶段。
由流域降雨推求流域出口的流量过程，大体可分为 两步：
（1）产流计算：降雨扣除植物截留、蒸发、下渗及 填洼等各种损失之后，剩下的部分称为净雨，在数量上 等于它所形成的径流深，也称为产流量，降雨转化为净 雨的过程为产流过程，关于净雨的计算称为产流计算。
地面径流 次洪水径流总量 壤中流 直接径流
地下径流
流量过程分割的依据是流域退水曲线。
(1)流域退水曲线的推求 绘制流域退水曲线的具体步骤如下： 以相同的比例尺，在方格纸上绘出各场洪水的退水流量 过程线； 用一张透明纸描绘出最低的退水过程线；
1、降水要素 降水量、降水历时、降水强度、降水面积及降水中心 2、降水量过程线 3、降水量累积曲线 4、等雨量线 5、降水强度～历时曲线 6、平均雨深～面积曲线 7、平均雨深～面积～历时曲线
降 水 量 （ mm）
降水量(mm)
时间 13:42 14:00 14:30 15:34 17:00 18:10
等雨量线法：适用于面积大、地形起伏大、站点较密的 流域。理论上完善，但每次降雨都必须绘制等雨量线， 并计算权重，工作量大。
泰森多边形法算例
Ax11
Ax22
Ax33
Ax66
Ax55Leabharlann Baidu
Ax44
单元面积权重计算公式：
第i 块单元面积的权重i =Ai /ΣA
总面积ΣA=(A1+A2+A3+A4+A5+A6)
其规律为：当历时一定时，面积愈大，平均雨深愈小； 当面积一定时，历时愈长，平均雨深愈大。
(2)流域平均雨量计算
算术平均法：适用于面积不大，地形起伏不大，站点较 多且布设较均匀的流域。计算简便。
泰森多边形：适用于站点较少且分布不均，面积不大的 流域。在确定各站的权重后也很简便，且精度较好。缺 点是在各场降雨中把雨量站权重视为固定，与实际情况 不完全一致。
时段降雨 0
11.5 33.5 31.9 1.6 2.2
累积降雨 0
11.5 45.0 76.9 78.5 80.7
60
降水量过程图
50
40
30
20
10
01 2 3 4 5 6
时段
120.0 100.0
累积降水量过程线
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
12 13 14 15 16 17 18 19 时间
还可能包括： (1)本次降雨形成的地面径流、壤中流、地下径流； (2)前期洪水尚未退尽的水量及非本次降雨补给的深层
地下径流； (3)若该次洪水尚未退完又遇降雨，还会有后期洪水进
入。
图 2-9
地面径流：运动速度快、 地下径流：运动速度慢、
流程短、受到调蓄作用小； 流程长、受到调蓄作用大、
形成流量过程陡涨陡落， 汇流时间长；洪水退水尾